FR2466696A1

FR2466696A1 - Spigot and socket joint fluid feed - uses bore in ball as socket with spigot secured by pivoting and nose cam opens spring piston valve

Info

Publication number: FR2466696A1
Application number: FR7925391A
Authority: FR
Inventors: Jean-Luc Burquier
Original assignee: Staubli Faverges SCA
Current assignee: Staubli Faverges SCA
Priority date: 1979-09-28
Filing date: 1979-09-28
Publication date: 1981-04-10
Also published as: FR2466696B3

Abstract

The rapid action demountable coupling may be used in hospitals and on lines conveying fluid under pressure. It is of the spigot (9) and socket (3a) type, and spigot (9) penetration actuates a closure sprung (7) piston (6) valve. The casing (1) houses the valve (6) and a rotatable ball (3) with a bore (3a) socket, provides a button-hole (1a) for the spigot with its circumferential retaining rib (9c). The connection is made by pushing the spigot (9) into the bore (3a) and pivoting it 45 degrees to trap the rib behind the button hole lip. The pivoting action causes the spigot nose (9d) to contact the piston head, for piston retraction against the spring (7), and to open the valve. The nose may be offset outside the ball (3) surface to multiply the effort applied to the piston.

Description

La présente invention a trait aux raccords rapides pour la jonction amovible des canalisations, du genre comprenant un élément mâle et un élément femelle propres a s 1emmancher et à se verrouiller l'un a l'autre en provoquant l'ouverture automatique d'un clapet d'obturation monté dans l'un desdits éléments. The present invention relates to quick couplings for the removable junction of pipes, of the type comprising a male element and a female element which are clean as to be fitted and to be locked to one another by causing the automatic opening of a valve shutter mounted in one of said elements.

L'invention se réfère plus particulièrement aux dispositifs décrits au brevet français NO 69.00475 du 8 Janvier 1969 et au
Premier Certificat d'Addition NO 69.40682 du 26 Novembre 1969 au nom de la Demanderesse pour "Perfectionnements aux dispositifs de raccord rapide pour canalisations". On rappellera très succinctement que dans les raccords de ce type le corps de l'élément femelle est découpé d'une ouverture en forme de boutonnière qui d'une part permet l'introduction de l'embout de l'élément mâle dans l'alésage traversant ménagé dans une pièce tournante ou noyau et qui d'autre part assure de par son profil le verrouillage dudit élément mâle une fois que ce dernier a été basculé angulairement moyennant rotation dudit noyau.The invention relates more particularly to the devices described in French patent NO 69.00475 of January 8, 1969 and in
First Certificate of Addition NO 69.40682 of November 26, 1969 in the name of the Applicant for "Improvements to quick coupling devices for pipes". It will be recalled very succinctly that in fittings of this type the body of the female element is cut out with an opening in the form of a buttonhole which on the one hand allows the insertion of the end piece of the male element into the bore crossing formed in a rotating part or core and which on the other hand ensures by its profile the locking of said male element once the latter has been tilted angularly by rotation of said core.

On conçoit sans peine qu'on peut profiter du déplacement angulaire du noyau pour faire en sorte que ce dernier joue directement le rôle du clapet d'obturation à ouverture automatique, en dispensant de toute autre pièce supplémentaire à cet effet. Toutefois il est alors indispensable de prévoir des moyens propres a assurer l'étanchéité de la rotation du noyau à l'intérieur du corps de l'élément semelle qui le renferme, ces moyens étant en pratique constitués par un joint déformable fixé dans le corps sus-mentionné autour du débouché du canal radial qui fait communiquer l'alésage traversant du noyau et l'extrémité de la canalisation rendue solidaire de cet élément femelle.Dans ces conditions, au cours du déplacement angulaire du noyau consécutif au branchement de l'élément mâle, le débouché de l'alésage dudit noyau vient nécessairement à un moment donné passer en regard du joint d'étanchéité qui reçoit alors l'action du fluide sous pression qui traverse le dispositif. It is easy to see that one can take advantage of the angular displacement of the core to ensure that the latter directly plays the role of the shutter valve with automatic opening, dispensing with any other additional part for this purpose. However, it is then essential to provide means suitable for sealing the rotation of the core inside the body of the sole element which contains it, these means being in practice constituted by a deformable seal fixed in the body above. - mentioned around the outlet of the radial channel which communicates the through bore of the core and the end of the pipe made integral with this female element. Under these conditions, during the angular displacement of the core following the connection of the male element , the outlet of the bore of said core necessarily comes at a given time to pass opposite the seal which then receives the action of the pressurized fluid which passes through the device.

Or l'expérience a démontré que ce joint ne peut supporter sans dommage l'effet de la pression lorsque cette dernière comporte une valeur très élevée. Les essais ont effectivement révélé que le joint en question se déformait de manière pratiquement instantanée ou se déchirait même sous l'effet d'une sollicitation trop importante. However, experience has shown that this joint cannot withstand without damage the effect of pressure when the latter has a very high value. The tests effectively revealed that the joint in question deformed almost instantaneously or tore even under the effect of too much stress.

Les perfectionnements qui font l'objet de la présente invention ont plus spécialement pour but de remédier à l'inconvénient précité et de permettre la réalisation d'un dispositif de raccord rapide du type à verrouillage par basculement angulaire qui soit susceptible de fonctionner de manière entièrement satisfaisante quelle que soit la pression du fluide qui le traverse. The improvements which are the subject of the present invention more specifically aim to remedy the aforementioned drawback and to allow the production of a quick coupling device of the type with angular tilt locking which is capable of operating fully. satisfactory whatever the pressure of the fluid passing through it.

L'invention consiste essentiellement à monter à l'intérieur de l'un ou de l'autre des deux éléments du dispositif un clapet indépendant dont les déplacements en sens opposés sont liés par butée à ceux du noyau tournant. The invention essentially consists in mounting inside one or the other of the two elements of the device an independent valve whose displacements in opposite directions are linked by abutment to those of the rotating core.

On conçoit dans ces conditions que ce noyau ne joue plus le roule d'organe de fermeture, si bien que l'étanchéité de son déplacement angulaire est susceptible d'etre assuré à l'aide d'un joint disposé suivant un plan, notamment un plan méridien, tel qu'il n'intersecte en aucune façon le débouché de l'alésage traversant du noyau. Ce joint est donc ainsi mis à l'abri des effets directs de la pression du fluide qui circule dans le dispositif. It is therefore conceivable that this core no longer plays the roll of the closure member, so that the sealing of its angular displacement is likely to be ensured by means of a seal arranged in a plane, in particular a meridian plane, such that it does not in any way intersect the outlet of the through bore of the core. This seal is thus thus sheltered from the direct effects of the pressure of the fluid flowing in the device.

Toutefois, en vue de faciliter la manoeuvre du raccord pour des pressions fluides élevées, il est en pratique indispensable d'interposer un système démultiplicateur d'efforts entre le noyau ou 1'embout de l'élément mâle solidaire de celui-ci, et le clapet indépendant, lequel est bien entendu associé à des moyens élastiques qui assurent son rappel en position fermée. Ce système démultiplicateur tire parti du montage articulé du noyau et du bras de levier fourni par l'élément mâle emmanché dans ledit noyau. However, in order to facilitate the operation of the connector for high fluid pressures, it is in practice essential to interpose a force reduction system between the core or the end piece of the male element integral with it, and the independent valve, which is of course associated with elastic means which ensure its return to the closed position. This multiplier system takes advantage of the articulated mounting of the core and the lever arm provided by the male element fitted into said core.

Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer. The appended drawing, given by way of example, will allow a better understanding of the invention, the characteristics which it presents and the advantages which it is capable of providing.

Fig. 1 est une coupe axiale partielle d'un dispositif de raccord rapide suivant l'invention, le clapet étant monté dans l'élément femelle. Fig. 1 is a partial axial section of a quick coupling device according to the invention, the valve being mounted in the female element.

Fig. 2 est une coupe analogue, l'élément mâle et les pièces mobiles de l'élément femelle ayant été supposé#es amenées à la position de dissociation. Fig. 2 is a similar section, the male element and the moving parts of the female element having been assumed to be brought to the dissociation position.

Fig. 3 expose schématiquement à plus grande échelle le système démultiplicateur pour l'actionnement du clapet. Fig. 3 shows schematically on a larger scale the reduction system for actuating the valve.

Fig. 4 et 5 sont des coupes analogues à celles de fig. 1 et 2 mais correspondant à une forme de réalisation suivant laquelle le clapet de retenue est monté dans le corps de l'élément mâle. Fig. 4 and 5 are sections similar to those of FIG. 1 and 2 but corresponding to an embodiment according to which the check valve is mounted in the body of the male element.

Le dispositif représenté en fig. 1 et 2 comprend en premier lieu un élément femelle A dont le corps est formé par l'assemblage étanche de deux pièces creuses 1 et 2, la pièce arrière 2 étant agencée pour se fixer sur l'extrémité de la canalisation alimentée en permanence sous une pression élevée.-La partie antérieure de la pièce 1 est conformée pour définir une chambre sphérique à l'intérieur de laquelle est monté un noyau formé par une bille 3 qui est libre de se déplacer angulairement, l'étanchéité de ce déplacement étant assurée par un joint 4 disposé suivant un plan méridien de ladite bille.Celle-ci est percée d'un alésage traversant 3a équipé d'un joint torique 5 ; à la façon en soi connue le débouché de cet alésage 3a q#ui est tourné vers l'extérieur est accessible à travers une ouverture la en forme de boutonnière ménagée dans la pièce 1, cette ouverture présentant une zone à. grand diamètre tournée vers le bas et une zone à plus petit diamètre orientée suivant l'axe du corps 1-2. The device shown in fig. 1 and 2 firstly comprises a female element A, the body of which is formed by the sealed assembly of two hollow parts 1 and 2, the rear part 2 being arranged to be fixed on the end of the pipe permanently supplied under a high pressure. The front part of the part 1 is shaped to define a spherical chamber inside which is mounted a core formed by a ball 3 which is free to move angularly, the sealing of this movement being ensured by a seal 4 arranged along a meridian plane of said ball. It is pierced with a through bore 3a equipped with an O-ring 5; in the manner known per se the outlet of this bore 3a q # ui which is turned towards the outside is accessible through an opening la in the form of a buttonhole formed in the part 1, this opening having a zone. large diameter facing downwards and a smaller diameter area oriented along the axis of the body 1-2.

Dans l'alésage de la pièce 2 est montée à coulissement axial un clapet 6 associé à un ressort de rappel 7 qui tend en permanence à maintenir un joint torique 8 appliqué contre un siège conique correspondant prévu dans l'alésage précité. La partie antérieure conique de ce clapet 6 est destinée à recevoir l'action de mité dépassante de l'embout 9 qui en liaison avec une pièce 10 liée à l'autre canalisation à raccorder constitue le corps de l'élément mâle B du raccord ; comme montré l'embout 9 est percé d'un canal axial 9a qui communique avec des alésages obliques 9b percés dans l'extrémité libre de l'embout précité.On notera qu'à la façon usuelle ce dernier comporte une partie cylindrique dont le diamètre est très Légèrement inférieur à celui de la zone à petit diamètre de l'ouverture ou boutonnière la, et un épaulement annulaire 9c établi à un diamètre très légèrement inférieur à la zone à plus fort diamètre de ladite boutonnière. In the bore of the part 2 is mounted with axial sliding a valve 6 associated with a return spring 7 which permanently tends to maintain an O-ring 8 applied against a corresponding conical seat provided in the aforementioned bore. The conical front part of this valve 6 is intended to receive the protruding miter action of the end piece 9 which, in connection with a part 10 linked to the other pipe to be connected, constitutes the body of the male element B of the fitting; as shown the end piece 9 is pierced with an axial channel 9a which communicates with oblique bores 9b pierced in the free end of the aforementioned end piece. It will be noted that in the usual way the latter comprises a cylindrical part whose diameter is very slightly smaller than that of the small diameter zone of the opening or buttonhole 1a, and an annular shoulder 9c established at a diameter very slightly less than the zone of larger diameter of said buttonhole.

Dans ces conditions la bille 3 étant orientée comme illustré fig. 2, l'embout 9 de l'élément B peut autre emmanché par son extrémité dans l'alésage 3a, le verrouillage des deux éléments A et
B étant obtenu moyennant basculement de l'un des deux éléments par rapport à l'autre pour amener ces derniers à la position alignée suivant fig. 1, pour laquelle les bords de la zone à petit diamètre de la boutonnière la retiennent l'épaulement 9. Under these conditions the ball 3 being oriented as illustrated in fig. 2, the end piece 9 of the element B can also be fitted at its end into the bore 3a, the locking of the two elements A and
B being obtained by tilting one of the two elements with respect to the other to bring the latter to the aligned position according to FIG. 1, for which the edges of the small diameter zone of the buttonhole retain the shoulder 9.

Il convient ici de remarquer (fig. 3) que la partie terminale Sd de l'embout 9 qui est comprise entre les débouchés 9e des alésages obliques 9b n'est pas concentrique au centre de rotation 3' de la bille 3, mais dépasse au contraire au-delà du cercle théorique d, de façon à former came pour l'actionnement du clapet 6. A la position de fig. 2 le nez de ce clapet 6 est orienté en vis-à-vis de l'un des débouchés 9e si bien que ledit clapet est fermé ; dès que l'embout 9 est basculé avec l'élément mâle B, la partie terminale ou came 9d agit sur le nez du clapet 6 qui est repoussé en position d'ouverture, en introduisant une démultiplication d'effort qui permet le décollement dudit clapet même lorsqu'une très forte pression agit sur celui-ci. It should be noted here (fig. 3) that the terminal part Sd of the end piece 9 which is between the outlets 9e of the oblique bores 9b is not concentric with the center of rotation 3 'of the ball 3, but exceeds the contrary beyond the theoretical circle d, so as to form a cam for actuating the valve 6. In the position of fig. 2 the nose of this valve 6 is oriented vis-à-vis one of the 9th outlets so that said valve is closed; as soon as the end piece 9 is tilted with the male element B, the terminal part or cam 9d acts on the nose of the valve 6 which is pushed back into the open position, by introducing a reduction in force which allows the separation of said valve even when very strong pressure acts on it.

Il va de soi que lorsque l'embout 9 est ramené à la position de fig. 2 en vue de la dissociation des deux éléments A et B, le ressort 7 rappelle le clapet 6 en direction de son siège conique et applique le joint 8 contre celui-ci. A ce moment les deux élement peuvent autre séparés. It goes without saying that when the end piece 9 is brought back to the position of FIG. 2 with a view to dissociating the two elements A and B, the spring 7 recalls the valve 6 in the direction of its conical seat and applies the seal 8 against it. At this time the two elements can further separate.

Fig. 4 et 5 illustrent un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, selon lequel le clapet d'obturation est monté à l'intérieur du corps de l'élément mâle B. Fig. 4 and 5 illustrate another embodiment of the invention, according to which the shutter valve is mounted inside the body of the male element B.

En pareil cas le corps de l'élément femelle A, formé par deux pièces 11 et 12, ne renferme que le noyau ou bille 13 ; on notera toutefois que l'alésage axial 12a de la pièce 12 communique vers l'avant avec des canaux obliques 12b qui définissent entre eux une portée plane ou rampe 12 orientée transversalement par rapport à l'axe du corps 11-12.Par ailleurs la pièce 10 du corps 10-19 de l'élément mâle B renferme la queue tubulaire 16a du clapet 16 dont la partie antérieure est munie d'un joint torique 18 destiné à venir porter contre un siège tronconique correspondant ménagé dans l'alésage de l'embout 19 ; ce clapet est pourvu, au-delà du joint 18, d'un prolongement axial ou poussoir 16b qui est introduit à coulissement dans l'alésage 19a de l'embout 19 et qui présente en section un profil cruciforme de façon à laisser passage au fluide traversant le dispositif ; il convient de remarquer que l'extrémité libre de ce prolongement 16b dépasse légèrement au-delà de la face terminale de l'embout 19, et ce sous l'effet du ressort de rappel 17 associé au clapet 16. In such a case, the body of the female element A, formed by two parts 11 and 12, only contains the core or ball 13; note, however, that the axial bore 12a of the part 12 communicates forward with oblique channels 12b which define between them a plane bearing or ramp 12 oriented transversely relative to the axis of the body 11-12. part 10 of the body 10-19 of the male element B contains the tubular tail 16a of the valve 16, the front part of which is provided with an O-ring 18 intended to come to bear against a corresponding frustoconical seat formed in the bore of the end piece 19; this valve is provided, beyond the seal 18, with an axial extension or pusher 16b which is slidably introduced into the bore 19a of the end piece 19 and which has in cross section a cruciform profile so as to allow passage of the fluid crossing the device; it should be noted that the free end of this extension 16b projects slightly beyond the end face of the end piece 19, and this under the effect of the return spring 17 associated with the valve 16.

Lorsque l'élément mâle B, relié à la source de fluide sous pression, est accouplé à l'élément femelle A, ces deux éléments sont évidemment à la position cassée illustrée en fi#g. 5, et l'on con çoit que lorsque l'utilisateur ramène les deux éléments en position alignée pour assurer leur verrouillage dans les mêmes conditions que dans la forme de réalisation correspondant à fig. 1 à 3, l'ex- trémité du prolongement 16b vient heurter la portée 12c qui agit à la manière d'une rampe pour repousser axialement ledit prolongement et amener ainsi le clapet 16 à la position d'ouverture suivant fig. 4, et ce à l'encontre du ressort 17 qui assure le rappel de l'ensemble à la position fermée dès que l'utilisateur procède à la dissociation des deux éléments. When the male element B, connected to the source of pressurized fluid, is coupled to the female element A, these two elements are obviously in the broken position illustrated in fi # g. 5, and it is conceived that when the user returns the two elements to the aligned position to ensure their locking under the same conditions as in the embodiment corresponding to FIG. 1 to 3, the end of the extension 16b strikes the bearing 12c which acts in the manner of a ramp to push said extension axially and thus bring the valve 16 to the open position according to FIG. 4, and this against the spring 17 which ensures the return of the assembly to the closed position as soon as the user proceeds to dissociate the two elements.

Dans un cas comme dans l'autre on peut obtenir une démultiplication d'effort plus ou moins grande en jouant sur le profil de la partie terminale ou came 9d de l'embout 9 de fig. 1 à 3, respectivement de la portée ou rampe 12c de fig. 4 et 5. Lorsque le clapet d'obturation est monté à l'intérieur de l'élément femelle, on peut faire comporter au noyau ou bille 3 un prolongement ou bossage conformé de manière à actionner le clapet 6 aux lieu et place de l'extrémité dépassante de l'embout 9. In one case as in the other, a greater or lesser reduction in force can be obtained by playing on the profile of the terminal part or cam 9d of the end piece 9 of FIG. 1 to 3, respectively of the span or ramp 12c of fig. 4 and 5. When the shutter valve is mounted inside the female element, the core or ball 3 can be made to have an extension or boss shaped so as to actuate the valve 6 in place of the protruding end of the nozzle 9.

Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. It should moreover be understood that the above description has been given only by way of example and that it in no way limits the field of the invention from which one would not depart by replacing the execution details described by all other equivalents.

Claims

1. Quick coupling device for the removable junction of the pipes, consisting of a male element and a female element suitable for fitting and locking to one another by causing the automatic opening of a valve shutter mounted in one of said elements, of the kind in which the body of the female element is cut out with a buttonhole-shaped opening which on the one hand allows the insertion of the end piece of the male element into the through bore formed in a rotating part or core and which on the other hand ensures by its profile the locking of said male element once the latter has been tilted angularly by rotation of said core, characterized in that the valve is constituted by a independent part whose movements in opposite directions are linked by abutment to those of the rotating core.

2. Device according to claim 1, characterized in that the connection between the displacements of the valve and of the core comprises a force reduction system so as to allow the opening of said valve even when the fluid passing through the device has a high pressure , said system taking advantage of the articulated mounting of the core and of the lever arm provided by the male element when the latter is fitted into said core.

3. Device according to claim 2, characterized in that the valve, mounted to slide axially in the body of the female element, receives the action of the end face of the nozzle which protrudes beyond the inner end of the bore passing through the core, said end face being profiled so as to form an actuating cam.

4. Device according to claim 2, characterized in that the valve, mounted to slide axially in the body of the male element, is integral with an axial extension which crosses the end piece of said male element to protrude beyond of the free end of said end piece and abutting, when one of the elements of the device tilts relative to the other, against a transverse bearing or ramp provided inside the body of the female element.